Instantaneous identification of localized non-linearities in steel framed structures

Identification instantanée de non-linéarités locales dans les portiques métalliques

¹ Dip. Ingegneria Strutturale e Geotecnica, Politecnico di Torino, c. Duca degli Abruzzi 24, 10129 Torino, Italy
² Université Paris-Est, UR Navier, École des Ponts ParisTech, 6 & 8 avenue Blaise Pascal, Champs-sur-Marne, 77455 Marne-la-Vallée Cedex 2, France

^a Corresponding author: rosario.ceravolo@polito.it

Received: 2 October 2008
Accepted: 1 December 2009

Abstract

This paper discusses the characteristics of time-frequency estimators to be used in the identification of systems with localized non-linearities. The common idea underlying this research is that, for certain classes of structural response signals, the availability of a limited number of experimental data can be partially obviated by taking into account the “localisation” in time of the frequency components of the signals. Time-frequency techniques for structural identification are reported that extend the definition of instantaneous time-frequency estimators and Gabor instantaneous estimators were extracted from non-stationary vibration signals. In order to foresee their validity on the basis of measured data, methods were applied to seismic responses obtained from numerical tests conducted on steel frames. The results obtained made it possible to evaluate the characteristics of time-frequency identification techniques as well as their efficiency when applied to non-linear structures.

Résumé

Cet article s’intéresse aux propriétés des estimateurs temps-fréquence utilisés dans l’identification de systèmes mécaniques avec des non-linéarités localisées. L’idée de base est que pour certaines classes de réponses des structures, on peut suppléer au nombre limité de données expérimentales en prenant en compte la localisation en temps et en fréquence du signal analysé. Des techniques temps-fréquence qui étendent la notion d’estimateurs instantanés temps-fréquence au cas de comportement non linéaire des structures ont été développées à des fins d’identification de paramètres. L’analyse en gaborettes est appliquée dans le cas de réponses sous excitation non stationnaire. Afin d’étudier leur performance et de définir leur domaine de validité, les méthodes d’identification proposées ont été appliquées aux cas de réponses de portiques métalliques sous excitations sismiques, calculées par des modèles numériques. Les résultats obtenus permettent de préciser les caractéristiques intrinsèques des méthodes d’identification en temps-fréquence et d’évaluer leur efficacité dans l’identification non-linéaire des structures.